题目内容
6．将1molN2和3mol H2充入体积可变的恒温密闭容器中，在380℃下发生反应：N2（g）+3H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2NH3（g），平衡时，体系中氨的体积分数（NH3）随压强变化的情况如表：| 压强/MPa | 10 | 20 | 30 | 40 |
| φ（NH3） | 0.30 | 0.45 | 0.54 | 0.60 |
| A． | 10 MPa时，H2的转化率为75% | |
| B． | 20 MPa时，NH3的物质的量浓度是10 MPa时的1.5倍 | |
| C． | 40 MPa时，若容器的体积为VL，则平衡常数$K=\frac{{64{V^2}}}{3}$ | |
| D． | 30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，则平衡向正反应方向移动 |
分析 1molN2和3mol H2充入体积可变的恒温密闭容器中，温度、压强不变，则物质的量与体积成正比，
A.10 MPa时，设转化的氢气为xmol，则
N2（g）+3H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2NH3
开始 1 3 0
转化 x 3x 2x
平衡 1-x 3-3x 2x
$\frac{2x}{1-x+3-3x+2x}$×100%=0.3，解得x=0.461mol；
B.20 MPa时，设转化的氢气为ymol，则
N2（g）+3H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2NH3
开始 1 3 0
转化 y 3y 2y
平衡 1-y 3-3y 2y
$\frac{2y}{1-y+3-3y+2y}$×100%=0.45，解得y=0.621mol；
C.40 MPa时，设转化的氢气为zmol，则
N2（g）+3H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2NH3
开始 1 3 0
转化 z 3z 2z
平衡 1-z 3-3z 2z
$\frac{2z}{4-2z}$×100%=0.60，解得z=0.75，结合平衡浓度计算K；
D.30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，体积增大，则压强减小．
解答 解：1molN2和3mol H2充入体积可变的恒温密闭容器中，温度、压强不变，则物质的量与体积成正比，
A.10 MPa时，设转化的氢气为xmol，则
N2（g）+3H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2NH3
开始 1 3 0
转化 x 3x 2x
平衡 1-x 3-3x 2x
$\frac{2x}{1-x+3-3x+2x}$×100%=0.3，解得x=0.461mol，则H2的转化率为$\frac{0.461mol}{1mol}$×100%=46.1%，故A错误；
B.20 MPa时，设转化的氢气为ymol，则
N2（g）+3H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2NH3
开始 1 3 0
转化 y 3y 2y
平衡 1-y 3-3y 2y
$\frac{2y}{1-y+3-3y+2y}$×100%=0.45，解得y=0.621mol，则氨气的物质的量不是10MPa时的1.5倍，即NH3的物质的量浓度不是10 MPa时的1.5倍，故B错误；
C.40 MPa时，设转化的氢气为zmol，则
N2（g）+3H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2NH3
开始 1 3 0
转化 z 3z 2z
平衡 1-z 3-3z 2z
$\frac{2z}{4-2z}$×100%=0.60，解得z=0.75，
若容器的体积为VL，则平衡常数K=$\frac{（\frac{1.5}{V}）^{2}}{\frac{0.25}{V}×（\frac{0.75}{V}）^{3}}$=$\frac{64{V}^{2}}{3}$，故C正确；
D.30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，体积增大，则压强减小，则合成氨的反应逆向移动，故D错误；
故选C．
点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、体积与物质的量的关系为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意选项B为解答的难点，题目难度不大．
名校课堂系列答案| A． |  向含0.01mol KOH和0.01mol Ca（OH）2的混合溶液中缓慢通入CO2至过量 | |
| B． |  向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至过量 | |
| C． |  向KAl（SO4）2溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至过量 | |
| D． |  向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸至过量 |
下列实验操作、现象及由此得出的结论均正确的是
选项 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
A | 将铜粉加入1.0 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中 | 铜粉溶解 | 金属铜比铁活泼 |
B | 将pH试纸放在玻片上，用玻璃棒蘸取某新制氯水，点在pH试纸中央，与标准比色卡对照 | pH=2 | 氯气与水反应生成了强酸 |
C | 向含有Fe2+的MgSO4溶液中，先加H2O2溶液，然后再调溶液的pH约为5 | 有红褐色沉淀生成 | Fe2+被H2O2氧化为Fe3+ |
D | 将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入汽油，振荡，静置 | 下层溶液显紫红色 | 生成的I2全部溶于汽油中 |
信息提示：以下反应均在150℃发生
2HI（aq）?H2（g）+I2（g ）△H1
SO2（g）+I2（g）+2H2O（g）=H2SO4（l）+2HI（g）△H2
2H2SO4（l）?2H2O（g）+2SO2（g）+O2（g）△H3
2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）△H4
请回答下列问题：
（1）△H4与△H1、△H2、△H3之间的关系是：△H4=2△H1+2△H2+△H3．
（2）该制氢气技术的优点是物质循环利用，能源来自太阳能，无污染且取之不尽用之不竭（两个要点，一个是物质循环、一个是能量），若反应SO2（g）+I2（g）+2H2O（g）=H2SO4（l）+2HI（g）在150℃下能自发进行，则△H＜0（填“＞”，“＜”或“=”）．
（3）在某温度下，H2SO4在不同催化剂条件下分解产生氧气的量随时间变化如图2所示．则下列说法正确的是BD．
A．H2SO4分解反应的活化能大小顺序是：Ea（A）＞Ea（ B ）＞Ea（C ）
B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明该反应已经达到平衡
C．0～4小时在A催化剂作用下，H2SO4分解的平均速率v（O2）=1250mol•h-1
D．不同催化剂的催化效果不同，是因为活化分子百分数不相同
（4）对于反应：2HI（g）?H2（g）+I2（g），在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如表：
| t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 |
| x（HI） | 1 | 0.91 | 0.85 | 0.815 | 0.795 | 0.784 |
| x（HI） | 0 | 0.60 | 0.73 | 0.773 | 0.780 | 0.784 |
②上述反应中，正反应速率为v正=k正•x2（HI），逆反应速率为v逆=k逆•x（H2）•x（I2），其中k正、k逆为速率常数，则k逆为k逆=$\frac{K正}{K}$（以K和k正表示）．若k正=0.0027min-1，在t=40min时，v正=1.95×10-3min-1
③由上述实验数据计算得到v正～x（HI）和v逆～x（H2）的关系可用图3表示．当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为A、E（填字母）
（一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：
I．
（1）部分化学键的键能如表所示：
| 化学键 | C-H | C-C | C=C | H-H |
| 键能/kJ•mol-1 | 412 | 348 | x | 436 |
（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气．用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为该反应正向为气体分子数增大的反应，入水蒸气需增大容器容积，减小体系压强，平衡正向移动，增大反应物的转化率．
（3）从体系自由能变化的角度分析，反应I在高温（填“高温”或“低温”）下有利于其自发进行．
（二）制备α-氯乙基苯（原理如反应II所示）：
II．
（4）T℃时，向10L恒容密闭容器中充人2mol乙苯（g）和2mol Cl2（g）发生反应Ⅱ，5min时达到平衡，乙苯和Cl2、α-氯乙基苯和HCl的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图l所示：
①0-5min内，以HCl表示的该反应速率v（HCl）=0.032 mol•L-1•min-1．
②T℃时，该反应的平衡常数K=16．
③6min时，改变的外界条件为升高温度．
④10min时，保持其他条件不变，再向容器中充人1moI乙苯、1mol Cl2、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl，12min时达到新平衡．在图2中画出10-12min，Cl2和HCl的浓度变化曲线（曲线上标明Cl2和HC1）；0-5min和0-12min时间段，Cl2的转化率分别用α1、α2表示，则αl＜α2（填“＞”、“＜”或“=”）．
| A． | 熔融NaHSO4电离出的阳离子与阴离子之比 | |
| B． | 0.2mol•L-1的CH3COOH溶液与0.1mol•L-1的盐酸中c（H+）之比 | |
| C． | pH=7的氨水与（NH4）2SO4的混合溶液中，c（NH4+）与c（SO42-）之比 | |
| D． | pH=12的Ba（OH）2溶液与pH=12的KOH溶液中c（OH-）之比 |
或
．